老人遠程智能看護系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)

龍丹，劉欣，賴帝超

（桂林電子科技大學(xué)信息科技學(xué)院，桂林 541004）

0 引言

隨著時代的發(fā)展，世界人口老齡化越來越嚴重，老年人人口達到了一定的規(guī)模和程度。年輕人平日里需要上班工作，無法及時了解家中老年人的身體狀況，家中老年人一旦出現(xiàn)異常狀況不能及時通知自己的子女親戚，因此老年人群的健康狀況看護問題尤為受到社會關(guān)注，隨著人口老齡化的推進，該問題也隨之成為了社會各界所面臨的一大難題。本文以移動互聯(lián)網(wǎng)、App終端、云計算等技術(shù)為支撐，以方便看護人了解老年人身體狀況為目標，提出了一個以硬件設(shè)備和App終端為基礎(chǔ)的移動智能監(jiān)護App，希望能夠以更低成本、更高效率的方式協(xié)助家屬看護人對老年人的身體狀況進行實時監(jiān)控與交互。

1 需求描述及運作流程

老人智能安全管家移動端App主要用于接收服務(wù)器發(fā)出的消息并根據(jù)該消息給用戶做出不同的響應(yīng)（App消息推送警告、短信警告、電話語音警告等）。同時能夠查看服務(wù)器端提供的各種信息，如老人身體狀況數(shù)據(jù)、GPS定位數(shù)據(jù)、視頻監(jiān)控設(shè)備查看等。系統(tǒng)整體運作流程如圖1所示。

圖1 整體運作流程

2 系統(tǒng)功能劃分

系統(tǒng)功能劃分如下：

（1）服務(wù)器端

①App和服務(wù)器間的通信

設(shè)計多個Servlet對App端提交的JSON數(shù)據(jù)包進行解包分析，每個Servlet分別對應(yīng)一種不同的處理功能，解包后對數(shù)據(jù)庫進行操作，操作結(jié)束后打包數(shù)據(jù)包回傳至App端。

②服務(wù)器和數(shù)據(jù)庫間的通信

通過建立一個集合類將所有對數(shù)據(jù)庫的操作封裝至一個類中，在使用時只需要新建該類的類對象，而后調(diào)用類的方法即可完成對數(shù)據(jù)庫的連接、增刪查改等操作。

③用戶數(shù)據(jù)庫

用戶數(shù)據(jù)庫下有多個用戶數(shù)據(jù)表，將用戶常用數(shù)據(jù)與不常用數(shù)據(jù)分割開，提升查詢效率，減小服務(wù)器負擔。用戶數(shù)據(jù)庫下有帳號表（USER）、用戶資料表（US?ER_INFO）、身體狀況（HEALTH_INFO）、GPS定位經(jīng)緯度信息表（GPS_INFO）。

④消息推送服務(wù)

HEALTH_INFO表數(shù)據(jù)更新的同時，推送消息至相應(yīng)的賬戶中，從而達到通知用戶的效果。

App、服務(wù)器和數(shù)據(jù)庫間的通信流程如圖2所示。

圖2 App、服務(wù)器和數(shù)據(jù)庫間的通信流程

（2）App端

①賬號登錄注冊頁面

用戶登錄或注冊賬號（賬號密碼使用MD5加密，數(shù)據(jù)庫不保存明文數(shù)據(jù)）

②狀態(tài)查看頁面

硬件端用戶實時狀態(tài)數(shù)據(jù)查看（身體狀態(tài)數(shù)據(jù)、GPS定位、視頻設(shè)備查看等）、當前狀態(tài)警告等。

③發(fā)現(xiàn)頁面

主要用于產(chǎn)品推廣、介紹等。

④我的頁面

用戶在本頁面可進行更改、查看帳號信息、聯(lián)系客服等功能。

App頁面結(jié)構(gòu)如圖3所示：

圖3 App頁面結(jié)構(gòu)

3 編寫以及運行環(huán)境

系統(tǒng)的編寫以及運行環(huán)境如下：

（1）服務(wù)端

服務(wù)端運行于Windows 10系統(tǒng)，利用Eclipse編寫，使用JSP+Servlet技術(shù)連接MySQL數(shù)據(jù)庫。

（2）App端

Android客戶端使用Windows 10平臺上的An?droid Studio進行編寫，基于Android 5.1系統(tǒng)并使用Android系統(tǒng)手機進行實機測試。

4 詳細設(shè)計

4.1 服務(wù)端詳細設(shè)計

（1）Login Servlet設(shè)計

Login servlet用于接收App端發(fā)送的登錄數(shù)據(jù)包信息，在接收到App端傳送的數(shù)據(jù)包后，會對數(shù)據(jù)庫進行查詢，獲取與當前數(shù)據(jù)包中帳號信息相匹配的字段，獲取字段后對密碼進行判斷，密碼相對應(yīng)則進行帳號信息的獲取，通過account字段查詢用戶信息表(US?ER_INFO)中相對應(yīng)的信息，獲取后將數(shù)據(jù)打包為JSON數(shù)據(jù)包，并添加登錄成功驗證字段“驗證成功”，如果登錄失敗則返回空數(shù)據(jù)包并添加登錄失敗驗證字段“驗證失敗”。

（2）Register servlet設(shè)計

Register Servlet用于接收App端發(fā)送的注冊信息，在接收到App端傳送的數(shù)據(jù)包后，對數(shù)據(jù)庫中的帳號表（USER）進行查詢，查詢不出結(jié)果時將注冊輸入的信息插入至數(shù)據(jù)庫的帳號表（USER）以及帳號信息表（USER_INFO）中，并返回注冊成功驗證字段“注冊成功”，反之則返回“注冊失敗”。

（3）Health Servlet設(shè)計

Health Servlet用于接收App端發(fā)送的身體狀況查詢，在接收到App端發(fā)送的數(shù)據(jù)包后，對數(shù)據(jù)庫中的身體狀況表（HEALTH_INFO）進行查詢，并對查詢地得到的數(shù)據(jù)進行打包處理，然后回傳至App端。

（4）SqlConnection類

SqlConnection類有多個方法，用于處理數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)，類中的方法分別為：

①connectDatabase()用于連接數(shù)據(jù)庫；

②loginData()用于處理登錄時所需要對數(shù)據(jù)庫進行的操作操作結(jié)束后返回JSON數(shù)據(jù)包；

③registerData()用于處理注冊時所需要對數(shù)據(jù)庫進行的操作，操作結(jié)束后返回JSON數(shù)據(jù)包；

④healthData()用于處理獲取身體狀況信息時所需要對數(shù)據(jù)庫進行的操作，操作結(jié)束后返回JSON數(shù)據(jù)包；

（5）checkHealth Servlet設(shè)計

checkHealth servlet用于接收App端發(fā)送的身體狀況查詢，在接收到App端發(fā)送的數(shù)據(jù)包后，對數(shù)據(jù)庫中的身體狀況表（HEALTH_INFO）進行查詢，查詢結(jié)束后向App端返回state狀態(tài)數(shù)據(jù)。

4.2 客戶端App詳細設(shè)計

（1）登錄模塊

客戶端登錄界面，登錄界面能進行注冊、登錄、修改密碼等操作。

用戶打開登錄界面時，系統(tǒng)會檢測本用于存儲自動登錄帳號信息的緩存文件loginCache，當存在該文件時，系統(tǒng)自動發(fā)送登錄信息至服務(wù)端請求帳號密驗證，驗證成功則跳轉(zhuǎn)至主界面，驗證失敗則不做任何操作。當用戶勾選自動登錄時，點擊登錄并且登錄成功后會將當前帳號與加密密碼數(shù)據(jù)儲存至本地緩存文件loginCache當中。

用戶在登錄時需要輸入賬號密碼，然后點擊登錄按鈕。點擊登錄按鈕后，App會將帳號和加密密碼信息發(fā)送至服務(wù)端進行驗證。為保證用戶的密碼安全，App會先獲取密碼框中的內(nèi)容，在獲取到的內(nèi)容基礎(chǔ)上添加額外字段，隨后將修改后的字段發(fā)送至加密類中進行MD5加密，再將加密后的密文打包至數(shù)據(jù)庫中發(fā)送至服務(wù)端進行驗證。

（2）注冊模塊

用戶通過登錄頁面點擊注冊按鈕進入注冊。用戶在注冊頁面輸入相關(guān)信息并點擊提交按鈕后，系統(tǒng)會檢測是否勾選同意協(xié)議選項，未勾選該選項則無法注冊并提示用戶。

（3）位置查詢模塊

用戶在主界面進入位置查詢頁面時，App端向服務(wù)器發(fā)送數(shù)據(jù)包，服務(wù)器接收到數(shù)據(jù)包后，將數(shù)據(jù)包中的帳號信息在經(jīng)緯度表中進行查詢，并將經(jīng)緯度信息打包回傳至App端。用戶在位置查詢頁面停留時，系統(tǒng)會進行多次經(jīng)緯度獲取請求，每次查詢到信息后都將重新重繪地圖描點信息。

位置查詢模塊使用高德地圖的2D地圖SDK。高德開放平臺目前開放了Android地圖SDK以及An?droid地圖SDK專業(yè)版兩套地圖SDK工具。高德地圖Android SDK是一套地圖開發(fā)調(diào)用接口，開發(fā)者可以輕松地在自己的Android應(yīng)用中加入地圖相關(guān)的功能，包括：地圖顯示（含室內(nèi)、室外地圖）、與地圖交互、在地圖上繪制、興趣點搜索、地理編碼、離線地圖等功能。

高德地圖Android SDK專業(yè)版是在Android SDK已有服務(wù)的基礎(chǔ)上，新增支持了自定義地圖在線加載、自定義地圖元素紋理等功能，便于開發(fā)者完成基于自身場景的更深層、更個性化地圖的開發(fā)需求。V4.0.0開始，除了支持手機設(shè)備外，還支持Android Wear。

（4）修改帳號信息模塊

用戶在我的頁面點擊帳號設(shè)置選項進入帳號信息修改界面。進入頁面時從本地文件中讀取對應(yīng)的帳號緩存信息并顯示在界面中，用戶點擊信息列表中對應(yīng)的項目時彈出編輯框修改信息。用戶每次修改信息后都會先將信息存儲在本地文件中，在用戶退出當前界面時觸發(fā)帳號信息緩存上傳，系統(tǒng)將本地緩存文件中的帳號信息上傳至服務(wù)器，由服務(wù)器寫入更新用戶的設(shè)置。

（5）聯(lián)系我們模塊

用戶在我的頁面點擊聯(lián)系我們選項進入聯(lián)系界面。進入該頁面用戶填寫相應(yīng)輸入框的內(nèi)容點擊提交按鈕時，App端通過系統(tǒng)綁定的郵箱向客服郵箱發(fā)送包含用戶填寫的內(nèi)容為正文郵件。客服可通過用戶填寫的郵箱信息進行郵件答復(fù)。

（6）狀態(tài)監(jiān)控模塊

用戶在進入App的主頁面后，App會在后臺創(chuàng)建一個后臺服務(wù)，用于向服務(wù)器持續(xù)請求獲取HEALTH_INFO中的身體狀況字段，當獲取字段與上一次不相同時，會對主頁面的狀態(tài)顯示進行視圖更新，并發(fā)出通知欄消息提示，從而實現(xiàn)異常警報機制。

系統(tǒng)實現(xiàn)的部分截圖如圖4所示。

5 結(jié)語

隨著移動智能終端、大數(shù)據(jù)、云計算、4G等高新技術(shù)的迅猛發(fā)展，使得遠程看護老年人變得可行。本文提出了移動智能看護人系統(tǒng)的設(shè)計方案以及系統(tǒng)的實現(xiàn)方案，在服務(wù)器與數(shù)據(jù)庫平臺上，完成了其中的服務(wù)器與App的通信、服務(wù)器與數(shù)據(jù)庫之間讀寫等功能的設(shè)計與實現(xiàn)，在基于Android的移動智能終端上，設(shè)計實現(xiàn)了身體狀況瀏覽、異常狀態(tài)提醒、硬件用戶位置查詢等功能，為智能看護人系統(tǒng)的實現(xiàn)提供了一種可行的思路和方法。

圖4 系統(tǒng)實現(xiàn)的部分截圖